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Windows Server 2016 für eine featurereiche HCI verwenden

Windows Server 2016 unterstützt nicht nur die Implementierung einer hyperkonvergenten Infrastruktur, sondern bietet auch Funktionen für Performance und Sicherheit.

Windows Server 2016 enthält neue Funktionen für die Implementierung einer hyperkonvergenten Infrastructure (HCI) mit einem zentralen Hyper-V-Hypervisor.

Die neuen Funktionen werden von Unternehmen, die eine Hyper-V-basierte HCI im Rahmen einer Windows-Server-Bereitstellung implementieren möchten, begrüßt. Allerdings erfordert eine solche Implementierung auch ein hohes Maß an Planung.

IT-Teams, die den Einsatz von HCI auf Basis von Windows Server ins Auge fassen, müssen zunächst sicherstellen, dass die richtige physische Plattform vorhanden und passend konfiguriert ist. Danach sollten sie die notwendigen Schritte zur Bereitstellung der virtualisierten Ressourcen umsetzen.

Microsoft bietet die HCI-Funktionen nur in der Windows Server 2016 Datacenter Edition an, obwohl IT-Administratoren das Betriebssystem entweder im Modus Server Core oder im Server Desktop Experience installieren können.

Neben den allgemeinen Bereitstellungsanforderungen für Windows Server haben die HCI-Funktionen spezifische Vorgaben. IT-Administratoren sollten die Hardware, die sie zur Verfügung haben oder die sie kaufen wollen, sorgfältig prüfen. Nur so können sie sicherstellen, dass sie die Serveranforderungen unterstützen und gleichzeitig die Voraussetzungen ihrer Workloads erfüllen.

Microsoft empfiehlt seinen Kunden, mit Partnern zusammenzuarbeiten, die über das WSSD-Programm (Windows Server Software-defined) validierte Hardware anbieten. Dies gewährleistet, dass die Plattform ihre HCI-Implementierungen ordnungsgemäß unterstützt. Viele WSSD-Anbieter bieten Referenzarchitekturen für den Einsatz von HCI-Systemen auf ihrer eigenen Hardware.

Administratoren sollten Windows Server Datacenter in einem HCI-Cluster auf allen Servern installieren. Sie sollten außerdem sicherstellen, dass die neuesten Patches und Updates sowie die neuesten Treiber installiert sind. Anschließend ist jede Betriebssysteminstanz so zu konfigurieren, dass sie die erforderlichen Dienste oder Funktionen unterstützt, zum Beispiel Failover Clustering, Active Directory oder SMB-Protokoll (Server Message Block). Als Teil dieses Prozesses sollten Administratoren die erforderlichen Serverrollen auf jedem Windows-Server-Computer installieren, einschließlich Hyper-V und Failover Clustering.

Compute-Ressourcen

Virtualisierung ist der Schlüssel zu Windows Server HCI, und hier kommt Hyper-V ins Spiel. Hyper-V abstrahiert die zugrunde liegenden CPU- und Speicherressourcen und stellt sie den virtuellen Maschinen (VMs) als logische Dienste bereit. Hyper-V bietet auch die notwendige Plattform zur Virtualisierung der Storage- und Netzwerkressourcen.

Hyper-V unterstützt sowohl VMs der Generation 1 als auch der Generation 2. VMs der Generation 2 können Funktionen wie Secure Boot besser nutzen, unterstützen aber im Vergleich zu Generation 1 weniger Gastbetriebssysteme oder Methoden zum Booten.

Hyper-V muss auf jedem Windows-Server-Knoten im HCI-Cluster installiert und ausgeführt werden. Die Computer sollten mit 64-Bit-Prozessoren konfiguriert werden, die die Second-Level Address Translation (SLAT) unterstützen - eine Hardware-Virtualisierungstechnologie, die den Hypervisor-Overhead reduziert. Die HCI-Cluster-Knoten benötigen mindestens vier GB Arbeitsspeicher. Zusätzlich muss die Unterstützung für die Virtualisierung im BIOS (Basic Input/Output System) oder UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) aktiviert sein, und auf jedem Knoten müssen die VM Monitor Mode Erweiterungen installiert sein.

Jeder Host muss außerdem bei einer HCI-Windows-Server-Bereitstellung mit mindestens einem virtuellen Hyper-V-Switch - einem softwarebasierten Layer-2 Ethernet Switch - konfiguriert werden. Ein virtueller Hyper-V-Switch ermöglicht es den VMs auf einem Computer, mit anderen Systemen über virtuelle und physische Netzwerke zu kommunizieren. Administratoren müssen die Hyper-V-Rolle auf den Cluster-Knoten installieren, bevor sie die virtuellen Switches erstellen können.

Storage-Ressourcen

Eine der wichtigsten Aufgaben einer HCI-Implementierung ist die Bereitstellung von Software-defined Storage (SDS), der Speicherressourcen über die Clusterknoten hinweg bündelt. Windows Server SDS verlangt, dass die physischen Laufwerke direkt an die Knoten angeschlossen werden und SATA, SAS oder Non-Volatile Memory Express (NVMe) sein müssen.

Jedes Laufwerk kann nur an einen Cluster-Knoten angeschlossen werden. Windows Server unterstützt SSDs und Festplatten. Wenn möglich, sollte jeder Server den gleichen Typ von Laufwerken und die gleiche Anzahl von jedem Laufwerkstyp verwenden. Um All-Flash und Hybrid-Konfigurationen zu unterstützen, dürfen die Laufwerke jedoch auf unterschiedliche Weise kombiniert werden.

Administratoren können auch eine serverseitige Cache-Schicht implementieren, die unabhängig vom Storage-Pool ist. Die Cache-Schicht sollte die leistungsfähigsten verfügbaren Speichergeräte verwenden. Wenn die HCI-Windows-Server-Bereitstellung mehrere Laufwerkstypen unterstützt, konfiguriert Windows Server den Cache automatisch. Dazu nutzt es die schnellsten Laufwerke. Umfasst die Bereitstellung nur einen Laufwerkstyp, müssen Administratoren den Cache manuell konfigurieren.

Storage Spaces Direct ist das Herzstück von Windows Server SDS. Storage Spaces Direct ist ein Service, der den lokal angeschlossenen Speicher zu virtualisierten Ressourcen zusammenfasst. Diese werden dann den VMs zur Verfügung gestellt. Storage Spaces Direct nutzt Windows-Server-Funktionen wie Failover Clustering, SMB 3.0 und Cluster Shared Volumes (CSV). Storage Spaces Direct kommt auch mit Software Storage Bus. Dieser richtet eine SDS Fabric ein und ermöglicht es damit den Servern, die Laufwerke der anderen zu sehen.

Netzwerkressourcen

Nicht alle HCI-Produkte implementieren Software-defined Networking (SDN), einschließlich jene Netzwerke, die auf Windows-Server-HCI-Technologien basieren. Dennoch wird SDN immer wichtiger und sollte bei der Planung einer HCI-Bereitstellung berücksichtigt werden.

Unabhängig davon, ob SDN enthalten ist oder nicht: Um die VM-Vernetzung zu ermöglichen, müssen Administratoren mindestens einen virtuellen Switch für jeden Server im HCI-Cluster erstellen. Außerdem müssen sie für jede VM einen virtuellen Netzwerkadapter generieren und anschließend die VM mit dem Switch verbinden. Hyper-V unterstützt mehrere Typen von virtuellen Switches und Netzwerk-Adaptern – Administratoren sollten daher die verfügbaren Optionen sorgfältig prüfen, bevor sie diese in ihrer HCI-Windows-Server-Bereitstellung implementieren.

Sobald die virtuellen Switches und Adapter installiert sind, können Administratoren die SDN-Funktionen konfigurieren – wenn sie diese implementieren möchten. Die SDN-Komponenten sind alle im HCI-Cluster enthalten. Das ermöglicht die Steuerung des virtuellen Netzwerks und der Switches aus den geclusterten Compute- und Storage-Umgebungen der Plattform heraus, zusammen mit den anderen virtualisierten Ressourcen.

Eine Windows-Server-Bereitstellung für HCI hat noch mehr zu bieten. Außerdem kann der Bereitstellungsprozess von Situation zu Situation variieren. In allen Fällen müssen Administratoren jedoch sicherstellen, dass sie über die richtige physische Plattform verfügen, bevor sie versuchen, die Compute-, Storage- und Netzwerk-Ressourcen zu virtualisieren.

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Artikel wurde zuletzt im Juli 2018 aktualisiert

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